Come discusso in "Fundamentals of Physcis" di Halliday e Resnick, la legge di Hooke afferma che la formula relativa alla forza che una molla esercita, in funzione del suo spostamento dalla sua lunghezza di equilibrio, è forza F = -kx. x qui è una misura dello spostamento dell'estremità libera della molla dalla sua posizione non sollecitata e non sollecitata. k è una costante di proporzionalità chiamata "rigidità" ed è specifica per ogni molla. Il segno meno è davanti perché la forza che esercita la molla è una forza "di ritorno", il che significa che si oppone alla direzione dello spostamento x, nel tentativo di riportare la molla nella sua posizione di scarico. L'equazione della molla di solito vale per lo spostamento x in entrambe le direzioni - sia lo stretching che la compressione, anche se possono esserci eccezioni. Se non sai k per una molla specifica, puoi calibrare la tua molla usando un peso di massa nota.

Determina la posizione dell'estremità libera della molla, se appesa in modo lasco - l'altra estremità apposta a qualcosa di solido come un muro.

Decidi quale spostamento x dalla posizione di equilibrio vuoi conoscere la forza della molla, misurandola in metri.

Moltiplica x di -k per trovare la forza che la primavera esercita per cercare di tornare alla sua posizione di equilibrio. Se x è in metri e k è in chilogrammi al secondo-quadrato, allora forza F è in Newton, l'unità SI per forza.

Se non conosci k, procedi al passaggio successivo per determinarlo .

Trova la costante di proporzionalità della molla k appendendo un peso di massa nota m, preferibilmente in chilogrammi, dall'estremità libera della molla, dopo averla posizionata verticalmente. Dallo spostamento risultante, è possibile determinare k per la relazione k = -mg /x, dove g è la costante di accelerazione gravitazionale 9,80 m /s ^ 2, dove il segno di carreggiata ^ indica l'esponenziazione.

Per esempio, se la molla sposta x = 5 centimetri sotto un carico di 5 chilogrammi, quindi k = - 5 kg x 9,80 m /s ^ 2 /(-0,05 m) = 980 kg /s ^ 2. Quindi in seguito puoi risolvere la sua forza di ripristino F quando lo spostamento x è, per esempio, 10 cm, come segue F = (-980 kg /s ^ 2) (0,10m) = -9,8 Newton.

Avviso

La formula è precisa solo fino a un punto. Per x grande non sarà accurato. Lo spostamento x in entrambe le direzioni non avrà necessariamente lo stesso valore di forza di ripristino, ad es. se le spire della spirale della molla sono strettamente legate nella posizione rilassata e di equilibrio.